The Rational Design of Low‐Barrier Fluorinated Aluminum Substrates for Anode‑Free Sodium Metal Battery

材料科学 电解质 阳极 法拉第效率 化学工程 电化学 集电器 成核 电极 溶解 纳米技术 化学 有机化学 物理化学 工程类
作者
Shengan Wu,Jinkwang Hwang,Kazuhiko Matsumoto,Rika Hagiwara
出处
期刊:Advanced Energy Materials [Wiley]
卷期号:13 (48) 被引量:21
标识
DOI:10.1002/aenm.202302468
摘要

Abstract Anode‐free Na metal batteries are acclaimed for their high energy densities achieved through current collectors in situ plated with Na metal in the absence of active negative materials. The advancement of these devices hinges on the development of affordable current collectors for effective Na deposition and the design of advanced electrolytes with suppressed Na metal loss as measured against the poor cycling performance and safety issues associated with traditional organic electrolytes and convectional current collectors. Herein, the authors report a novel strategy for fabricating an Al current collector through annealing and fluorination using hydrofluoric acid to optimize its crystal orientation and surface properties in a bid to establish highly reversible Na deposition/dissolution processes. Through a series of characterization, electrochemical, and computational analyses, it is ascertained that the F‐rich surface of the (100)‐oriented Al substrate provides high‐affinity nucleation sites that initiate and sustain a uniform Na metal deposition and form a propitious solid electrolyte interphase layer. The present anode‐free Na metal battery prototype comprised of the treated Al substrate, a high mass loading Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 positive electrode, and an ionic liquid electrolyte achieves a high average Coulombic efficiency (≈98%) over 50 cycles: indeed, groundbreaking performance for uncoated current collectors that do not require activation cycles.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
ANN发布了新的文献求助10
1秒前
范yx发布了新的文献求助10
2秒前
AAAAL完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
iVosamo完成签到 ,获得积分10
3秒前
方琼燕完成签到 ,获得积分10
4秒前
机智猴完成签到,获得积分10
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
4秒前
小黑完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
nonory完成签到,获得积分10
5秒前
阿湫完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
金金完成签到,获得积分10
5秒前
WXY完成签到,获得积分10
6秒前
cong完成签到,获得积分10
6秒前
至若春和景明完成签到,获得积分10
7秒前
xiaoxixixier完成签到 ,获得积分10
7秒前
飞飞完成签到,获得积分10
7秒前
Dromaeotroodon完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
8秒前
火星上的铃铛完成签到,获得积分10
9秒前
jianjiao完成签到,获得积分10
10秒前
俭朴外绣发布了新的文献求助10
10秒前
11秒前
Pessimist发布了新的文献求助10
11秒前
YZFR1关注了科研通微信公众号
12秒前
风的味道完成签到,获得积分10
13秒前
西安浴日光能赵炜完成签到,获得积分10
13秒前
范yx发布了新的文献求助10
14秒前
jack1511完成签到,获得积分10
14秒前
王玉丽完成签到,获得积分10
14秒前
徐徐图之发布了新的文献求助10
15秒前
w2503完成签到,获得积分10
15秒前
阳光少女完成签到,获得积分10
15秒前
16秒前
张瀚文发布了新的文献求助10
16秒前
张乔然完成签到,获得积分10
16秒前
科研天才完成签到 ,获得积分10
16秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
From Victimization to Aggression 1000
化妆品原料学 1000
小学科学课程与教学 500
Study and Interlaboratory Validation of Simultaneous LC-MS/MS Method for Food Allergens Using Model Processed Foods 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5645277
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4768340
关于积分的说明 15027650
捐赠科研通 4803859
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2568523
邀请新用户注册赠送积分活动 1525813
关于科研通互助平台的介绍 1485484